M81-SSM Lake Shore Cryotronics منبع و اندازه گیری DC، AC و قفل را ارائه می دهد.
سیستم های اندازه گیری امروزی می توانند خیلی سریع پیچیده شوند. دانشمندانی که در لبه برش تحقیق کار می کنند، اغلب مجبورند ابزارهایی از تعدادی تامین کننده مختلف را با هم ترکیب کنند. این مشکل ساز است زیرا سیستم های مختلط فروشنده ممکن است کار با مشکل باشد و این می تواند به طور جدی دقت و تکرار اندازه گیری های انجام شده را به خطر بیندازد.
Lake Shore Cryotronics این عدم قطعیت ها را با سیستم MeasureReady M81-SSM (منبع و اندازه گیری سنکرون) خود برطرف کرده است، که اجازه می دهد تا سه منبع و سه ماژول اندازه گیری به طور همزمان توسط یک ابزار کنترل مرکزی واحد کار کنند. M81-SSM از فناوری MeasureSync اختصاصی Lake Shore استفاده می‌کند تا اطمینان حاصل کند که همه ماژول‌های منبع و اندازه‌گیری متصل به‌طور همزمان به‌روزرسانی می‌شوند و به خوبی در محدوده +/-10 ns از یکدیگر با نرخ نمونه‌برداری 375 کیلوهرتز نمونه‌برداری می‌شوند.
چاک چیمینو، مدیر ارشد محصول Lake Shore، توضیح می‌دهد: «ما عمداً منابع همزمان و قابلیت‌ها را با هم می‌سنجیم. "این همچنین امکان استفاده از یک مرجع دقت مشترک را برای نمونه مشخص می کند و عملکرد حداقل نویز را به طور مداوم تضمین می کند."
دفتر مرکزی این شرکت در وسترویل، اوهایو است و 56 سال است که راه حل های اندازه گیری و کنترل را توسعه می دهد. او می‌افزاید: «ما چندین فناوری ثبت‌شده در M81-SSM داریم که هماهنگ‌سازی عالی، منبع‌یابی و اندازه‌گیری ترکیبی DC و AC، و تغییر دامنه اندازه‌گیری ولتاژ نرم‌تر/سریعتر را امکان‌پذیر می‌سازد.
در قلب M81-SSM یک ابزار کنترلی است که در حال حاضر از چهار نوع مختلف منبع و ماژول های اندازه گیری پشتیبانی می کند: یک ماژول منبع ولتاژ ثابت. یک ماژول منبع جریان ثابت متوازن یا دیفرانسیل. یک ماژول اندازه گیری ولتاژ امپدانس ورودی بیشتر از 1 TΩ؛ و یک ماژول اندازه‌گیری جریان نوع ولتاژ صفر با بایاس DC قابل برنامه‌ریزی تعبیه شده است. Cimino می‌گوید که ماژول‌های نوع کاربردی بیشتری برای گسترش قابلیت‌های سیستم در حال توسعه هستند.
عملکرد بسیار کم نویز
همه ماژول‌های M81-SSM حاوی قطعات الکترونیکی تقویت‌کننده خطی هستند که توسط منابع تغذیه خطی بسیار ایزوله تغذیه می‌شوند. Cimino می گوید که نتیجه عملکرد بسیار کم نویز است که از بسیاری از بهترین منابع و ابزار اندازه گیری تک جعبه ساخته شده معمولی، از جمله تعدادی از تقویت کننده های قفل کننده معمول استفاده می شود.
M81-SSM از همان ابتدا برای پوشش وسیع ترین محدوده ممکن از کاربردهای مشخصه ولتاژ در مقابل جریان با کمترین نویز ممکن و سریعترین پیکربندی و تنظیم برای اندازه گیری نمونه ها در محیط های آزمایشی برودتی و/یا میدان بالا طراحی شد. Lake Shore تجربه گسترده‌ای در توصیف مواد و دستگاه‌ها در این محیط‌ها و سایر محیط‌های شدید دارد و همچنین از فناوری‌های تهویه‌سازی و اندازه‌گیری سیگنال اختصاصی و همچنین تخصص دانشمندان کاربردی شرکت در طراحی M81-SSM استفاده کرده است.
این قابلیت سیگنال کم مصرف و کم نویز باعث می شود M81-SSM برای اندازه گیری اثرات میدان مغناطیسی با استفاده از ساختارهای مختلف نوار هال و حسگرهای میدان مغناطیسی بسیار مفید باشد. این دستگاه ها در تعدادی از کاربردها از جمله آزمایش های انتقال چرخشی و مطالعه مواد ابررسانا در دماهای برودتی استفاده می شوند. M81-SSM علاوه بر انجام اندازه‌گیری در دماهای بسیار پایین و به حداقل رساندن گرمایش خود، می‌تواند مواد را در اتاق و محیط‌های با دمای بسیار بالا مشخص کند و از تغییر حرارتی از طریق منبع AC با تشخیص قفل جلوگیری کند.
اندازه گیری میله هال، که برای اندازه گیری بسیار دقیق مقاومت الکتریکی نمونه استفاده می شود، می تواند با استفاده از ترکیب منبع جریان دیفرانسیل و ماژول اندازه گیری ولتاژ M81-SSM بسیار موثر انجام شود. برنامه های عمومی اندازه گیری مقاومت چهار سیم نیز از این ماژول های متصل کاملاً دیفرانسیل کم نویز و کم مصرف بهره می برند.
ماهیت ماژولار M81-SSM و توانایی ماژول ها برای جابجایی آسان بین حالت های AC (حداکثر 100 کیلوهرتز)، DC و حالت های تشخیص قفل به کاربران انعطاف پذیری زیادی در انواع اندازه گیری هایی می دهد که می توانند بدون جابجایی بین یا انجام شوند. اصلاح ابزار دقیق DC و AC اختصاصی. این ماژولار بودن و انعطاف‌پذیری همچنین به این معنی است که M81-SSM می‌تواند برای آزمایش چندین دستگاه در شرایط یکسان برای ارائه نتایج یکسان استفاده شود.
ماژول اندازه‌گیری ولتاژ VM-10 می‌تواند سیگنال‌ها را از محدوده نانوولت پایین تا 10 ولت تشخیص دهد. این ماژول از DC تا 100 کیلوهرتز کار می‌کند و می‌تواند دامنه، فاز و هارمونیک‌ها را تشخیص دهد. ماژول اندازه گیری جریان CM-10 می تواند جریان های فمتوآمپر تا 100 میلی آمپر را تشخیص دهد. اندازه گیری جریان را می توان از DC تا 100 کیلوهرتز انجام داد و شامل تشخیص دامنه، فاز و هارمونیک است.
ماژول منبع جریان متعادل BCS-10 از 100 fA تا 100 میلی آمپر از DC تا خروجی سینوسی 100 کیلوهرتز قابل برنامه ریزی است، در حالی که ماژول منبع ولتاژ VS-10 ولتاژهای قابل برنامه ریزی از 1 μV DC/100 nV AC تا 10 ± ولت با DC را فراهم می کند. خروجی سینوسی 100 کیلوهرتز
ابزار کنترل کننده طیف وسیعی از اتصالات دیجیتال از جمله USB، GPIB و اترنت و همچنین رابط با منابع مرجع یا آشکارسازهای خارجی را ارائه می دهد. کنترلر و ماژول ها ابزار جمع و جور روی میز هستند که می توانند روی قفسه نیز نصب شوند.
همگام سازی و ادغام
به لطف درجه بالای همگام سازی و ادغام قابلیت های منبع یابی و اندازه گیری، M81-SSM می تواند تعداد ابزارهای جداگانه را در بسیاری موارد فقط به سیستم M81-SSM کاهش دهد که برای انجام اندازه گیری های دقیق مورد نیاز است. این سطح از یکپارچگی همچنین تعداد و طول کابل هایی را که معمولاً برای اتصال منابع جداگانه، ابزار اندازه گیری و نمونه ها استفاده می شود، به حداقل می رساند. این ادغام از معرفی اثرات انگلی - مانند نشت، نویز، مقاومت و راکتانس - جلوگیری می کند که همگی می توانند اندازه گیری ها را به میزان قابل توجهی کاهش دهند.
ماژول های راه دور از طریق کابل های برق و سیگنال استاندارد 2 متری مقاوم در برابر نویز به دستگاه اصلی متصل می شوند، که می تواند به صورت اختیاری تا 6 متر در مجموع بین ابزار و هر یک از ماژول ها افزایش یابد. این بدان معنی است که ماژول ها را می توان بسیار نزدیک به جایی که اندازه گیری ها انجام می شود، مانند یک ایستگاه کاوشگر برودتی، قرار داد. Cimino می گوید: "نام بازی در اندازه گیری های سطح پایین به حداقل رساندن طول کابل های سطح سیگنال است." با M81-SSM می‌توانید در صورت تمایل، ماژول‌های تقویت‌کننده را دقیقاً در کنار نمونه قرار دهید.
ماهیت ماژولار سیستم به این معنی است که با تعویض ماژول های متصل می توان طیف وسیعی از تنظیمات را ایجاد کرد. این امر M81-SSM را به یک سیستم بسیار انعطاف‌پذیر تبدیل می‌کند و عملکرد آن قابل پیش‌بینی‌تر از تنظیماتی است که از چندین ابزار و ابزار مجزا از فروشندگان مختلف ساخته شده‌اند. علاوه بر این، کل سیستم توسط یک تامین کننده پشتیبانی می شود و خدمات مشتری و کمک فنی را ساده تر و کارآمدتر می کند.
M81-SSM از یک سیستم آنالوگ ثبت شده برای انتقال سیگنال بین کنترلر و ماژول های آن استفاده می کند. Cimino توضیح می دهد که این امر مدارهای دیجیتال پر سر و صدا را از مدارهای آنالوگ حساس در ماژول ها دور نگه می دارد. این همچنین خطاهای زمین را به حداقل می رساند و همگام سازی دقیق همه ماژول ها را تضمین می کند.
ADCها و DACهای اختصاصی
سیگنال ها از حداکثر سه ماژول اندازه گیری متصل در کنترلر توسط مبدل های اختصاصی آنالوگ به دیجیتال (ADC) دیجیتالی می شوند. سیگنال‌های خروجی از حداکثر سه ماژول منبع توسط کنترل‌کننده توسط مبدل‌های دیجیتال به آنالوگ (DAC) تعریف می‌شوند.
ADCها و DACها توسط لبه بالارونده یک سیگنال ساعت مشترک MeasureSync فعال می شوند. MeasureSync سیستم همگام‌سازی سیگنال در انتظار ثبت اختراع Lake Shore است که از یک سیگنال ساعت معمولی 375 کیلوهرتز برای به‌روزرسانی و خواندن همه ماژول‌ها استفاده می‌کند - نمونه‌برداری مداوم داده را در هر کانال متصل به جای گزینه‌های چند کاناله چند کاناله معمولی امکان‌پذیر می‌کند.
در طول شکاف بین لبه های ساعت نمونه برداری، داده های ADC توسط کنترل کننده خوانده می شوند و DAC ها برای ارائه مقادیر خروجی بعدی تنظیم می شوند. نتیجه همگام سازی کامل و نمونه برداری مداوم از حداکثر شش کانال تقویت کننده متصل است - به این معنی که می توان چندین اندازه گیری همزمان را به صورت موازی انجام داد. هر کانال را می توان برای انجام اندازه گیری های AC، DC یا قفل تنظیم کرد. نمونه‌های خام با سرعت 375 کیلو در ثانیه (kSa/s) تهیه و پردازش می‌شوند و اندازه‌گیری‌های تکمیل‌شده از طریق LAN، USB یا GPIB به کامپیوتر میزبان با حداکثر 5k رکورد در ثانیه یا نرخ کل برای 3 کانال اندازه‌گیری با اندازه‌گیری 15k در هر ثانیه منتقل می‌شوند. دومین.
این درجه بالا از همگام سازی بین منبع و اندازه گیری به این معنی است که M81-SSM می تواند برای اندازه گیری های قفلی استفاده شود که می تواند سیگنال های بسیار ضعیف را از پس زمینه های پر سر و صدا استخراج کند. این یک مزیت قابل توجه برای کاربران است زیرا اندازه گیری های قفل معمولاً با استفاده از یک ابزار تقویت کننده قفل فقط اندازه گیری AC انجام می شود.
قفل شدن با لمس یک دکمه
Cimino می گوید: "من برای برخی از مشتریان علاقه مند قابلیت های اصلی M81-SSM را نشان داده ام و آنها می پرسند "پس تقویت کننده قفل کجاست؟" "در ابتدا، آنها فقط ماژول های جمع و جور و عناصر کنترلر را می بینند، و باید توضیح دهم که قفل به صورت دیجیتالی اجرا می شود. پاسخ مشتاقانه ای است که از چندین کاربر بالقوه دریافت کردم: «این یک قفل با فشار یک دکمه است».
Cimino می افزاید که تازه کارها و متخصصان به طور یکسان از نحوه ساده و شهودی Lake Shore رابط کاربری را پیکربندی کرده است. در انتهای طیف کاربر متخصص، Cimino می‌گوید که «یک کاربر M81-SSM درایور پایتون ما را به‌عنوان استاندارد درایور گروه خود در تمام تجهیزات خود پذیرفته است. او روشی را دوست داشت که ما کنترل‌های M81-SSM را در درایور پایتون خود انتزاع کنیم.
Cimino می‌گوید: «یا اگر اصلاً نمی‌خواهید برنامه‌نویسی کنید، نرم‌افزار MeasureLINK ما به شما این امکان را می‌دهد که فقط دستورات منبع و اندازه‌گیری سطح بالا را بکشید و رها کنید تا داده‌ها را پخش کنید یا آزمایش‌های طولانی مدت انجام دهید. "اگر می خواهید میدان مغناطیسی یا دمای نمونه را در حین انجام اندازه گیری های الکتریکی دستکاری کنید، می توانید این کار را بدون برنامه ریزی انجام دهید."
Cimino رابط کاربری M81-SSM را "قابل کشف" توصیف می کند و هر کاربر تلفن هوشمند (به عنوان مثال، "همه") با استفاده از آن راحت خواهند بود. او توضیح می‌دهد: «هر ماژول در رابط نمایش داده می‌شود و وقتی روی یک ماژول کلیک می‌کنید، یک پنل جلویی مجازی برای آن ابزار می‌بینید». تنظیمات پیش‌فرض روی رابط با رایج‌ترین اندازه‌گیری‌ها مطابقت دارد، اما کاربران همچنین می‌توانند به راحتی رابط را برای کنترل M81-SSM به گونه‌ای هدایت کنند که با سطح مهارت و نیازهای اندازه‌گیری آنها مطابقت داشته باشد. و برای کاربران مبتدی و متخصص به طور یکسان، Lake Shore از تیم مهندسین برنامه در سطح PhD خود پشتیبانی می کند.
Cimino می گوید: «M81-SSM نتیجه پنج سال کار بسیار سخت تیم های مهندسی و برنامه Lake Shore است.
- محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
- PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
- PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
- PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
- منبع: https://physicsworld.com/a/synchronous-source-and-measure-system-takes-a-modular-approach-to-low-level-measurement/